6指出下列平衡系统中的组分数C-相数P及自由度F

1、第六章相平衡指出下列平衡系统中的组分数 C,相数P及自由度F。l2(S)与其蒸气成平衡；CaCs)与其分解产物CaO(s)和CO(g)成平衡；NHHS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物 NH(g)和FLS(g)成平衡;取任意量的NH(g)和H2S(g)与NHHS(s)成平衡。I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CC14中达到分配平衡(凝聚系统)。解： (1) C = 1, P = 2, F = C - P + 2 = 1- 2 + 2 = 1.(2)C = 3 - 1 = 2, P = 3, F = C - P + 2 = 2- 3 +2 = 1.C = 3 - 1 - 1 = 1, P

2、= 2, F = C - P + 2 = 1 -2 + 2 = 1.C = 3 - 1 = 2, P = 2, F = C - P + 2 = 2- 2+ 2 = 2.C = 3, P = 2, F = C - P + 1 = 3- 2 + 1 = 2.6.2已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 C时的饱和蒸气压分别为统组成为两者可形成理想液态混合物。今有系的甲苯-苯混合物5 mol ,在90 C下成气-液两相平衡，若气相组成为求:及系统的压力平衡时液相组成P。平衡时气、液两相的物质的量解：(1)对于理想液态混合物，每个组分服从 Raoult定律，因此(2)系统代表点,根据杠杆原理单组分系统

3、的相图示意如右图。试用相律分析途中各点、线、面的相平衡关系及自由度。解：单相区已标于图上。相线（F = 1 ）：三相点（F = 0 ）：图中虚线表示介稳态。已知甲苯、苯在90 C下纯液体的饱和蒸气压分别为 54.22 kPa和136.12kPa。两者可形成理想7态混合物。取 200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下 90 C的液态混合物。在恒温90 C下逐渐降低 压力，问压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何?压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？压力为92.00 kPa时，系统内气-液两相平衡，两相的组成如何？两相的物质的量各位多少

4、？解：原始溶液的组成为(1)刚开始出现气相时，可认为液相的组成不变，因此(2)只剩最后一滴液体时，可认为气相的组成等于原始溶液的组成(3)根据(2)的结果由杠杆原理知,6.525 C丙醇(A)-水(B)系统气-液两相平衡时两组分蒸气分压与液相组成的关系如下:00.10.2 0.4 0.6 0.80.950.9812.92.52.32.01.81.81.40.60097791471.01.72.62.82.93.03.13.1089591937(1) 画出完整的压力-组成图(包括蒸气分压及总压，液相线及气相线)；(2) 组成为的系统在平衡压力下，气-液两相平衡，求平衡时气相组及液相组成下达到平衡

5、(3) 上述系统5 mol,在时，气相、液相的物质的量各为多少？气相中含丙醇和水的物质的量各为多少?下达平衡时,(4)上述系统10 kg,在气相、液相的质量各为多少?解：(略)6.6101.325 kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下。100102.1 i104.4 107.5 113.8 118.100.300 0.500 0.700 0900 1.00000.185 0.374 0.575 0833 1.000(1)画出气-液平衡的温度-组成图从图上找出组成为的气相的泡点。从图上找出组成为的液相的露点。105.0 C时气-液平衡两相的组成是多少？9 kg水与30 kg醋酸组

6、成的系统在105.0 C达到平衡时，气-液两相的质量各位多少？解：(1)气-液平衡的温度-组成图为的气相的泡点为110.3 Co的液相的露点为112.7 Co(4) 105.0 C时气-液平衡两相的组成(5)系统代表点已知水-苯酚系统在30 C液-液平衡时共腕溶液的组成为：Li (苯酚溶于水)，8.75 % L2 (水溶于苯酚)，69.9 % o在30 C, 100 g苯酚和200 g水形成的系统达液-液平衡时，两液相的质量各为多少？在上述系统中若再加入100 g苯酚，又达到相平衡时，两液相的质量各变到多少?解：（1）系统代表点,根据杠杆原理系统代表点水-异丁醇系统液相部分互溶。在101.32

7、5 kPa下，系统的共沸点为89.7 C。气(G)、液(Li)、液(L2)三相平衡时的组成依次为：70.0 %; 8.7 %; 85.0 %。今由350 g水和150 g异丁醇形成的系统在101.325 kPa压力下由室温加热，问：(1) 温度刚要达到共沸点时，系统处于相平衡时存在哪些相？其质量各为多少？(2)当温度由共沸点刚有上升趋势时，系统处于相平衡时存在哪些相？其质量各为多少？解：相图见图(6.7.2 )。(1)温度刚要达到共沸点时系统中尚无气相存在，因此只存在两个共腕液相。系统代表点为0根据杠杆原理(2)当温度由共沸点刚有上升趋势时，L2消失，气相和Li共存,AME6.9恒压下二组分液

8、态部分互溶系统气-液平衡的温度-组成图如附图，指出四个区域内平衡的相。解：各相区已标于图上。l 1, B in A.12, A in B.6.10为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯，在 86.0 kPa压力下用水蒸气蒸储。 已知：在此压力下该系统的共沸点为 80 C, 80 C时水的饱和蒸气压为47.3 kPa。 试求：气相的组成(含甲苯的摩尔分数)；欲蒸出100 kg纯甲苯，需要消耗水蒸气多少千克？解：沸腾时系统的压力为86.0 kPa,因此消耗水蒸气的量6.11液体HO(A), CCl4(B)的饱和蒸气压与温度的关系如下:4050607080907.3812.3319.9231.16 47.3

9、470.1028.842.360.182.9112.4149.6两液体成完全不互溶系统绘出HO-CC4系统气、液、液三相平衡时气相中 HO, CC14的蒸气分压对温度的关系曲线；从图中找出系统在外压101.325 kPa下的共沸点;(3)某组成为(含CC14的摩尔分数)的H2O-CC4气体混合物在101.325 kPa下恒压冷却到80 C时，开始凝结出液体水，求此混合气体的组成；(4) 上述气体混合物继续冷却至70 C时，气相组成如何；(5)上述气体混合物冷却到多少度时，CC14也凝结成液体，此时气相组成如何？(2)外压101.325 kPa下的共沸点为66.53 C。(3)开始凝结出液体水时

10、，气相中 HO的分压为43.37 C,因此上述气体混合物继续冷却至70 C时，水的饱和蒸气压，即水在气相中的分压，为 31.16 kPa, CC14的分压为 101.325 - 31.36 = 70.165 kPa, 没有达到CC14的饱和蒸气压，CC14没有冷凝，故上述气体混合物继续冷却至 66.53 C时，CC14也凝结成液体(共沸)，此时H2O和CC14的分压分别为26.818 kPa和74.507 kPa ,因止匕A- B二组分液态部分互溶系统的液-固平衡相图如附图，试指出各个相区的相平衡关系，各条线所代表的意义，以及三相线所代表的相平衡关系。解：单项区，1: A和B的混合溶液1二相区

11、:2, l 1 + l 2；3, l 2 +B(s);4, li + A(s)5, l i + B(s);6, A(s) +B(s)三项线:MNO,IJK,A*1HLJ,凝固点降低（A） , JM,凝固点降低（B）, NV,凝固点降低（B）MUN,溶解度曲线。固态完全互溶、具有最高熔点的 A-B二组分凝聚系统相图如附图。指出各 相区的相平衡关系、各条线的意义并绘出状态点为a, b的样品的冷却曲线。解：单项区：1 （A + B,液态溶液，1）4 （A + B,固 态溶液，s）二相区：2 （l 1 + Si）, 3 （12 + S2）上方曲线，液相线，表示开始有周溶体产生；下方曲线，固相线，表示液态溶液开始消失。冷却曲线如图所示6.18利用下列数据，粗略地绘制出 Mg-Cu二组分凝聚系统相图，并